低成本高產出來自滲漏測試

   時間:2014-03-12 02:33:10
低成本高產出來自滲漏測試簡介
    將泄漏檢測集成到完全自動化的裝置系統中對聖地亞哥的Gen-Probe公司來說受益匪淺。Gen-Probe公司是用於疾病測試的基因診斷領域的先行者。該公司……
低成本高產出來自滲漏測試正文

  將泄漏檢測集成到完全自動化的裝置系統中對聖地亞哥的Gen-Probe公司來說受益匪淺。Gen-Probe公司是用於疾病測試的基因診斷領域的先行者。該公司提高了其載樣試管可滲透密封套的產量,降低了製造空間與勞動力成本。
  
  向Gen-Probe公司提供檢漏儀的InterTech發展公司(以下簡稱IDC)總裁和擁有者Jacques Hoffmann說,對自動化裝置而言,包括一些程度的集成泄漏檢測越來越普遍。「該趨勢源於越來越多的塑料廠商增加了其自動化的程度。90%的用戶是用它來測試醫療設備,汽車的進氣歧管等的,另外10%的用戶用來測試消費用品的氣霧劑閥門,該應用能達到每分鐘100個零件的響應速度。」
  
  Gen-Probe的系統集成商,加州Temecula市PhedCorp公司產品加工、工程和開發部的總裁 Bassam Poulath也看到,從家庭清潔器到化妝品,特別是密封泵或自動泵分配頭的制模商,對泄漏檢測與裝配一體化的濃厚興趣。藥物注射器和衛生器材也顯示出這種趨勢。「對於這樣的應用,典型地,大約每100個部件就要進行一次離線檢漏。在這種類型的一體化裝配上,能達到以每分鐘100個的速度檢測每一個部件。然而,當要求理想的封接時,測試速度更慢。例如說,在像Gen-Probe公司的尖端技術應用中,由於零件必須十分精密的,所以檢漏速度最快達到每分鐘20個,換句話說,每3秒鐘1個。」

   Gen-Probe公司面臨的挑戰
  
  後來,Gen-Probe發明了由白色聚丙烯塑模而成的新型可滲透試管套。它是一個直徑約5/8英寸、長約11/16英寸末端開口的圓柱體,內周邊中間長度的地方有一個1/16英寸寬的凸邊。這個內部凸邊為內膜封接提供了空間,一層圓盤狀鋁箔壓在PET/PE薄膜上。這層薄膜加強了鋁箔的抗潮性,並提供了一個表面,在一定壓力下通過感應加熱焊接使該表面粘結到試管套的凸邊上。
  
  Gen-Probe公司設計新型試管套用在盛放新的超靈敏基因檢測方法樣品的載樣試管上時候,最重要的是要求試管套具有可滲透性,以允許從載樣試管中抽出分析試樣,但是它還必須提供安全的密封性,防止極其微量的懸浮污染物從試管中逃逸出來,並可能污染同一間實驗室正在進行的其它基因測試。
  在組裝試管套的過程中,首先嵌入內部密封條,然後將一條過濾堆材料捲起來,插在密封條的上面,再在試管套的上端加上鋁箔密封條,將過濾器鎖住。
  
  試管套仍然套在試管上,但它允許穿過密封條和過濾紙插入吸液管將分析試樣吸走。密封條、過濾器和吸液管之間的滑動配合阻止任何懸浮物散發處來,過濾堆的回彈力自動重新閉合撤出吸液管后留下的孔洞。
  
  新型設計是成功的??幾乎是太成功了。Gen-Probe公司製造工程業務營運技術支持主管Dale Camper說:「早期的用戶馬上開始迫切要求我們對其它的試驗成套材料使用同樣類型的載樣試管和試管套。計劃表明,我們將在一年內多生產百分之五十,並且在此以後一段時間內大概年平均至少增加百分之二十。因此,我們現在需要一種方法,生產更多的產品而又要對每一個產品進行密封完整性檢測。」
  
  在新型化驗試管初期生產時,所有試管套都由手工製造。從聚酯薄膜背部將內部密封片剝離下來並熔焊在試管套里以後,對每個試管套進行泄漏檢測以確定鋁箔片和周圍焊接處的密封完整性。從生產線上人工取下試管套,放在一疊十個的夾具里,在中間密封條的下側施加10 psi的氣壓。加壓並穩定需時2.5秒,檢漏再花2秒。將那些允許壓力損失不大於0.007 psi驗收合格的試管套放回到流水線上,人工添加過濾堆和頂部密封條。
  
  五名操作工在四個手工裝配台上一周至多可以生產15000個試管套。4.5秒的泄漏檢測,加上往返於流水線的人工轉接還需要額外的時間,速度太慢,每分鐘最多生產20個試管套。Camper說:「我們原本將需要更多的製造空間和更高的勞動力成本才能保證需求量。」
  
  集成自動化
  
  Gen-Probe向PhedCorp公司尋求完全自動化的解決方案,將組裝和檢測結合起來。向三家檢漏系統供應商提出了挑戰,最重要的優先項目要使檢測時間削減到1.5秒,並在六周內將全部系統裝上運行。IDC公司在滿足這些標準方面最為成功。
  
  PhedCorp設計了順序組裝檢測機器,接收來自離心碗狀供樣器甩出的半成品試管套,將它們成對裝載到傳送帶托盤上,然後沿托盤穿過連續的操作台,包括感應焊接后立即放置的檢漏台在內。
  
  為了使機器設計儘可能簡單,全部的裝配與檢測功能都將在集裝架上進行。IDC公司建議用從上面進行的10psig真空檢測代替以前必須從集裝架下方進行的壓力試驗。這個方法也更容易滿足1.5秒的測試要求,因為真空本生需要較少的穩定時間並促使夾具與零件更快的封接。
  
  IDC通過定製M-1045檢漏儀進一步加快了周期時間。M-1045是一套計算機化的壓力衰減儀器,測量小體積部件里出現的低級真空。測試夾具下降並與試管套頂部封接時,將圍起略微小於0.5立方厘米的測試空腔,M-1045從該空腔抽真空。通過真空度的上升和下降來顯示滲漏。
  
  為了提供一定體積滲漏速度的單位制,並可以追溯到交代檢測部件體積的行業標準單位制,M-1045將真空上升單位轉換成標準的立方厘米/分鐘,並將該值以數字形式報告在它前面的顯示板上。通過面板鍵盤將Gen-Probe公司0.007psig的驗收合格限度編程輸入M-1045,兌換為0.343立方厘米/分鐘。除了連續顯示實時的檢測真空值和滲漏速度外,面板上的指示器顯示黃燈表示檢測正在進行中,綠燈表示驗收合格,而紅燈表示不合格。通過它的雙向RS232C界面,儀器對裝配機的可編程邏輯控制器作出響應並與之分享信息。
  
  兩台M-1045儀器並排放置,同時檢測兩個試管套,讓驗收合格的套子繼續完工。M-1045對可進行下一步裝配的試管套進行電子貼標,避免過濾器和二次密封的浪費,否則將在下游加上這兩項。通過機器視覺檢查過濾堆和頂部密封條是否正確定位,同樣要標記以便指導進一步的機器操作。在裝配流水線的末端,托盤上方分隔開的合格產品槽和不合格產品槽呈弧線式下降。根據檢漏儀和檢測系統的電子標記,從下而來的陣陣氣流將每個試管套吹到合適的樣品槽里,便於收集到分離的箱子里。
  
  Camper說:「我們曾有過因夾具密封的慢慢滲漏而不是帽子滲漏發生檢漏不合格的情況。由於IDC儀器的密封檢測性能高能檢測密封完整性最輕微的變化,我們很早就能找到它。這是個檢測滲漏完整性的檢修故障裝置或特殊試驗夾具,我們在指定的間隔處就有一個校準檢驗。」
  
  通過將IDC公司的手握式CalMaster校準儀安裝在靠近M-1045單元的一個外擺面板后,PhedCorp將其合併到機器當中。Poulath說:「雖然IDC推薦一天重新校準一次,但是我們發現檢漏儀十分穩定,以至於一般一周重新校準一次就足夠了。」
  
  第一個集成系統運行產量加倍,每分鐘製造40個試管套。上個月第二台機器已經啟動,第三台正在建造之中。Camper總結說:「我們的新系統只要兩個操作工,一周生產175000多個試管套,比以前幾乎多了12倍。新系統也大大削減控制浪費的時間成本,因為以前10個一起檢測,如果任何一個不合格,10個都要重新檢測才能保留合格的。現在,只丟棄那些不合格的。」
  
  It is becoming more common for automated assembly to include some degree of integrated leak testing. This trend has been growing as more plastics manufacturers have increased automation. About 90% of business is in testing of medical devices, such as valves for anesthesia and assisted-breathing devices, as well as in automotive intake manifolds, valves, and engine covers. The other 10% is for testing aerosol valves for consumer products, where very quick response is required, as they run 100 parts/min.
  
  從家庭清潔器到化妝品,特別是密封泵或自動泵分配頭的制模商,對泄漏檢測與裝配一體化的濃厚興趣。藥物注射器和衛生器材也顯示出這種趨勢。

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